5083铝合金性能对挤压板质量影响的研究

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1、哈尔滨理工大学学士学位论文5083铝合金性能对挤压板质量影响的研究摘要关键词5083铝合金;力学性能;有限元法-71-哈尔滨理工大学学士学位论文Thestudyofinfluenceof5083aluminiumalloymechanicalpropertiestowardssqueezingAbstractAKeywords5083aluminiumalloy;mechanicalproperties;finiteelementmethod-71-哈尔滨理工大学学士学位论文目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题提出的背景及意义11.2铝合金及5083型铝合金的性能特点21.2

2、.1晶体特性21.2.2理化性能21.2.3力学性能41.2.4铝及铝合金热轧组织与性能变化51.3熔铸工艺与电解铝工艺简介61.4铝合金的分类及应用71.4.1铝合金的分类71.4.2铝及5083合金的应用71.5本文研究内容8第2章轧制工艺及力学特点92.1轧制工艺简介92.1.1热轧主机工作原理92.1.2冷却润滑系统介绍102.1.3轧边与切头尾112.2力学特点及计算112.2.1轧制过程的建立112.2.2咬入条件122.2.3轧制时的金属流动与变形132.2.4轧制压力和轧制力矩152.3轧制参数的确定162.3.1温度对金属塑性的影响172.3.2变形速率对塑性的影响172.

3、3.3变形程度对塑性的影响192.4本章小结19第3章LS-DYNA三维模拟203.1有限元分析方法简介20-71-哈尔滨理工大学学士学位论文3.1.1LS-DYNA简介203.1.2LS-DYNA单元介绍213.1.3模型材料介绍223.2铝合金轧制模拟方法243.3铝合金轧制模拟结果253.3.1计算精度分析253.3.2计算结果及分析263.4本章小结30第4章实验方法和实验结果与分析314.1实验设计314.2试样制取方法314.3实验设备324.4实验方法334.4.1拉伸试验334.4.2断口扫描344.5实验结果及分析344.5.1拉伸实验结果及分析344.5.2断口扫描结果3

4、74.6本章小结39第5章断裂理论及轧制开裂分析405.1断裂理论405.1.1冶金因素对断裂韧性的影响405.1.2断裂的物理本质415.2轧制开裂分析435.2.1常见表面缺陷435.2.2实际所遇轧制开裂现象及分析435.3本章小结44结论45参考文献47致谢48附录49附录A拉伸实验结果49附录B5083板材各道次轧制量51附录CANSYS/LS-DYNA命令流文件52附录D外文翻译57-71-哈尔滨理工大学学士学位论文第1章绪论节约资源和能源、改善各种建筑机械的结构已成为人类生产生活中所追求的重要目的，材料的轻量化显然是有效的发展途径之一，其中铝合金密度低和力学性能好而且易于加工成

5、型，因此成为轻量化首选的金属材料。进入21世纪以来，世界铝及铝加工业获得了迅猛的发展，我国的铝及铝加工业也掀起了第三次发展高潮。2007年，世界原铝产量达3880万吨（其中废铝产量1700万吨），铝材消费总量达4275万吨；铝加工材年产量达3200万吨，并仍以5%~6%的年增长率增长；我国原铝产量达1260万吨（其中废铝产量250万吨），连续五年居世界首位；铝加工材年产量达1176万吨，一举超过美国为世界加工材产量最大的国家[1]。但是我们应该清楚的看到，我国铝加工材在品种、质量以及综合经济效益指标等方面与国际先进水平仍有一定差距。1.1课题提出的背景及意义铝是地壳中分布最广泛的金属元素，平

6、均含量达8%，铝合金导热性能好、易于加工成型、价格相对较低，已经在航空航天、交通运输、轻工建材、通讯、电子等部门获得广泛应用，其优良的综合性能使之成为我们最重要的材料之一。我国是铝业大国，产量居世界第一，但我国铝土矿多为一水硬铝石型，用它来生产氧化铝耗能高，经济效益差，加之我国氧化铝产量不足，故每年都要进口大量氧化铝来生产纯铝。为了更好的发展我国铝业，解决我国铝及铝合金质量不高、加工废品率高的问题便成为一个非常重要的途径。图1-1东轻公司生产的板材不合格板材不久前东北轻合金公司（下文简称东轻公司）购进一条采用电解铝工艺的5083型铝合金原材生产线，但在5083铝合金板材生产过程中发现电解铝工

7、艺所生产的铸锭在轧制过程中开裂倾向较原熔铸工艺所生产的铸锭大，为寻找其开裂倾向增大的原因，该课题由此而生。其结果对提高该铝合金生产效益有重大意义。-71-哈尔滨理工大学学士学位论文本文通过对两种工艺生产的铸锭进行不同位置取样，观察金相分布并测试其力学性能，分析其开裂机理及原因。同时通过有限元技术进行模拟计算，预测易开裂位置，并与实际开裂情况对比，检验试验数据的正确性。最终以此为依据指导下一批铸锭的生产，提高经